websocket学习记录

非黑即白古板
76 阅读5分钟

websocket是什么？

websocket是一个以TCP/IP为基础的应用层协议。它能够实现全双工通信，这样就会使得客户端与服务端的通信变的简单，服务端可以主动推送消息给客户端。它的最大特点就是，服务器可以主动向客户端推送信息，客户端也可以主动向服务器发送信息，是真正的双向平等对话，属于服务器推送技术的一种。

在 WebSocket API 中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接， 并进行双向数据传输。（维基百科）

为什么要有websocket通信

因为http协议存在一个问题或特点：协议只能由客户端发起。
就比如说我想知道现在的天气，就要使用app或手机组件主动向服务端发起请求才能获得当前的天气，这也就说明如果使用http来实现的话用户就只能自己先去申请，然后再获取当前的数据。这样就说明如果服务端有数据的变化，那么客户端要更新就比较麻烦了，我们只能使用轮询操作，也就是每隔一段时间去查询一下数据。轮询的效率低，非常浪费资源（因为必须不停连接，或者 HTTP 连接始终打开）。所以就有了websocket。

socket和websocket的区别

Socket 其实并不是一个协议，而是为了方便使用 TCP 或 UDP 而抽象出来的一层，是位于应用层和传输控制层之间的一组接口。 Socket本身并不是一个协议，它工作在OSI模型会话层，是一个套接字，TCP/IP网络的API，是为了方便大家直接使用。

更底层协议而存在的一个抽象层。Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。
而WebSocket则是一个典型的应用层协议。 websocket的实现借鉴了socket的实现。

websocket的特点

普遍认为，WebSocket的优点有如下几点：

  • 较少的控制开销：在连接创建后，服务器和客户端之间交换数据时，用于协议控制的数据包头部相对较小；数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效。
  • 更强的实时性：由于协议是全双工的，所以服务器可以随时主动给客户端下发数据。相对于 HTTP 请求需要等待客户端发起请求服务端才能响应，延迟明显更少；
  • 保持连接状态：与 HTTP 不同的是，WebSocket 需要先创建连接，这就使得其成为一种有状态的协议，之后通信时可以省略部分状态信息；
  • 更好的二进制支持：WebSocket 定义了二进制帧，相对 HTTP，可以更轻松地处理二进制内容；
  • 可以支持扩展：WebSocket 定义了扩展，用户可以扩展协议、实现部分自定义的子协议。
  • websocket的端口和tttp相同，不使用tls双方都是80，使用tls双方都是443
  • 没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信。
  • 协议标识符是ws（如果加密，则为wss），服务器网址就是 URL。

基于上面的特点websocket被广泛地应用在即时通讯/IM、实时音视频、在线教育和游戏等领域。

image.png

java使用websocket

引入依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-websocket</artifactId>
    <version>2.5.1</version>
</dependency>

websocket配置类：

@Configuration
public class WebSocketConfig {
//用于发现websocket服务的
    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter(){
        return new ServerEndpointExporter();
    }
}

websocketService的定义， 例子：

@Component
//被ServerEndpoint标注后说明就是和websocket相关的服务类了。实际访问过程中根据参数来确定访问的位置
@ServerEndpoint("/imserver/{token}")
public class WebSocketService {
//记录日志
    private final Logger logger =  LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
//原子类，用于记录连接的人数。原子类的相关操作都是原子性的，可以保护线程的安全
    private static final AtomicInteger ONLINE_COUNT = new AtomicInteger(0);
//使用concurrentHashMap来记录用户以及和用户对应的websocketservice，在spring中，默认是单例模式，而这里的实现形式要求一个用户一个websocketservice，所以我们要使用别的方法实现。
    public static final ConcurrentHashMap<String, WebSocketService> WEBSOCKET_MAP = new ConcurrentHashMap<>();
//用于客户端与服务端的会话
private Session session;
//标记session
private String sessionId;
//标记用户
private Long userId;


//OnOpen是websocket提供的方法，表示连接成功时调用OnOpen注解的方法
@OnOpen
public void openConnection(Session session, @PathParam("token") String token){
    try{//验证用户的token是否过期
        this.userId = TokenUtil.verifyToken(token);
    }catch (Exception ignored){}
    //获取传进来的session和sessionid
    this.sessionId = session.getId();
    this.session = session;
   
    if(WEBSOCKET_MAP.containsKey(sessionId)){
     //如果sessionID已存在，删除原有的。再加新的
        WEBSOCKET_MAP.remove(sessionId);
        WEBSOCKET_MAP.put(sessionId, this);
    }else{
    //原来没有，直接加入，并且增加人数
        WEBSOCKET_MAP.put(sessionId, this);
        ONLINE_COUNT.getAndIncrement();
    }
    //显示信息
    logger.info("用户连接成功：" + sessionId + "，当前在线人数为：" + ONLINE_COUNT.get());
    try{
    //在项目中返回状态码，本项目中使用到了
        this.sendMessage("0");
    }catch (Exception e){
        logger.error("连接异常");
    }
}

//发送消息的方法
public void sendMessage(String message) throws IOException {
//调用session现成的方法进行使用
    this.session.getBasicRemote().sendText(message);
}

关闭的情况

@OnClose
public void closeConnection(){
    if(WEBSOCKET_MAP.containsKey(sessionId)){
    //如果用户会话id存在，删除，人数减一
        WEBSOCKET_MAP.remove(sessionId);
        ONLINE_COUNT.getAndDecrement();
    }
    logger.info("用户退出：" + sessionId + "当前在线人数为：" + ONLINE_COUNT.get());
}

有消息需要进行通信的时候使用OnMessage进行标注，有异常时使用OnError进行处理。

 /**
     * 收到客户端消息后调用的方法，根据业务要求进行处理，这里就简单地将收到的消息直接群发推送出去
     * @param message 客户端发送过来的消息
     */
    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) {
        log.info("收到来自窗口"+sid+"的信息:"+message);
        if(StringUtils.isNotBlank(message)){
            for(WebSocketServer server:websocketMap.values()) {
                try {
                    server.sendMessage(message);
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                    continue;
                }
            }
        }
    }

/**
     * 发生错误时的回调函数
     * @param session
     * @param error
     */
    @OnError
    public void onError(Session session, Throwable error) {
        log.error("发生错误");
        error.printStackTrace();
    }

解决单列bean注入的问题

//获取运行环境的上下文
private static ApplicationContext APPLICATION_CONTEXT;
//通过上下文来获取bean
public static void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext){
    WebSocketService.APPLICATION_CONTEXT = applicationContext;
}
avatar
文章
阅读
粉丝